E2S4000-MB型機(jī)械壓力機(jī)振動(dòng)傳播及現(xiàn)場實(shí)測
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機(jī)械壓力機(jī)加工結(jié)束或工件斷裂的瞬間，加工力由最大值突然降至零，曲軸、連桿和立柱因突然失去荷載而回彈，彈性勢能釋放，引起機(jī)身上下伸縮振動(dòng)，并通過機(jī)腳施加給基礎(chǔ)、地基以動(dòng)載荷；壓力機(jī)啟動(dòng)、制動(dòng)及與工件撞擊的瞬間也會(huì)因巨大的慣性力或慣性力矩而激起基礎(chǔ)和地面產(chǎn)生很大振動(dòng)。當(dāng)擾力(矩)作用到基礎(chǔ)上時(shí)，設(shè)備和基礎(chǔ)一起發(fā)生振動(dòng)，并通過土介質(zhì)以體波和面波的形式將其振動(dòng)能量不斷向外擴(kuò)散，同時(shí)振動(dòng)能量又部分被土介質(zhì)吸收，從而形成與距離有關(guān)的幾何阻尼衰減和與土介質(zhì)有關(guān)的粘滯阻尼衰減；隨著傳播距離的增大，振動(dòng)將不斷衰減直至消失。而體波與面波的合成構(gòu)成工場的地面振動(dòng)。
二、機(jī)械壓力機(jī)車間振動(dòng)傳播的現(xiàn)場實(shí)測
江鈴汽車股份有限公司沖壓車間安裝的E2S4000—MB型機(jī)械壓力機(jī)，該機(jī)器基礎(chǔ)幾何尺寸為16m×10m，車間平面布置如圖1所示。利用CD—7速度傳感器(豎向)和CD—7S速度傳感器(水平向)拾取車間地面振動(dòng)速度信息，送入CF—920分析儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后經(jīng)繪圖儀輸出，即可得各測點(diǎn)的各種振動(dòng)參數(shù)(如位移、速度、加速度、頻譜和互相關(guān)系等)，測試框圖如圖2。
圖1E2S4000—MB型機(jī)械壓力機(jī)車間平面布置及測點(diǎn)布局
圖2測試框圖
從實(shí)測曲線看出，地面豎向振動(dòng)曲線有三組波峰，表明啟動(dòng)、折彎工件和校整均引起地面振動(dòng)，且啟動(dòng)時(shí)地面豎向振動(dòng)最大，折彎工件和校整時(shí)引起的地面振動(dòng)大致相同，有時(shí)折彎工件時(shí)的更大，有時(shí)校整時(shí)的更大。所測得的基礎(chǔ)上的振動(dòng)與地面上的振動(dòng)有時(shí)差，據(jù)此，可計(jì)算出波的傳播速度。圖3為豎向及水平向地面振動(dòng)衰減曲線；圖4和圖5分別為參考點(diǎn)、測點(diǎn)2的豎向振動(dòng)位移曲線和頻譜；圖6是參考點(diǎn)、測點(diǎn)20(工作臺(tái)上)豎向振動(dòng)速度曲線；圖7是參考點(diǎn)、測點(diǎn)20(工作臺(tái)上)水平向振動(dòng)速度曲線；圖8和圖9分別為參考點(diǎn)、測點(diǎn)2的水平向振動(dòng)位移曲線和頻譜；表1為部分實(shí)測數(shù)據(jù)。
圖3地面振動(dòng)位移幅值隨距離的衰減曲線
圖4參考點(diǎn)豎向振動(dòng)速度(下)和測點(diǎn)2的豎向振動(dòng)位移(上)曲線
圖5參考點(diǎn)豎向振動(dòng)速度(下)和測點(diǎn)2豎向振動(dòng)位移頻譜(上)
表1
| 測點(diǎn)號(hào) | 參考點(diǎn) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| 距振源中心距離(m) | 8 | 9.4 | 12.1 | 17.7 | 23.5 | 29.4 | 35.4 | 5 | 8 | 11 | ||
| 豎向 | 振幅(μm) | 34.8 | 32.0 | 15.4 | 9.6 | 7.9 | 7.1 | 6.3 | 31.3 | 35.2 | 22.5 | |
| 振幅比 (Ar/A0) | 實(shí)測值 | - | 0.93 | 0.45 | 0.28 | 0.23 | 0.21 | 0.18 | 0.91 | 1.02 | 0.65 | |
| 計(jì)算值 | - | 0.72 | 0.61 | 0.47 | 0.39 | 0.33 | 0.29 | 1.1 | 0.8 | 0.65 | ||
| 頻率(Hz) | - | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | ||
| 水平向 | 振幅比 (Ar/A0) | 實(shí)測值 | - | 1.0 | 0.54 | 0.54 | 0.09 | 0.17 | 0.14 | 1 | 0.92 | 0.7 |
| 計(jì)算值 | - | 0.73 | 0.63 | 0.5 | 0.42 | 0.37 | 0.33 | 1.1 | 0.81 | 0.66 | ||
| Ar頻率(Hz) | - | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| 測點(diǎn)號(hào) | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | ||
| 距振源中心距離(m) | 14 | 17 | 20 | 23 | 26 | 29 | 32 | 9.4 | 9.4 | 9.4 | ||
| 豎向 | 振幅(μm) | 29.4 | 15.4 | 11.6 | 10.7 | 10.6 | 9.8 | 9.1 | 29.4 | 28.8 | 29.1 | |
| 振幅比 (Ar/A0) | 實(shí)測值 | 0.85 | 0.45 | 0.34 | 0.31 | 0.31 | 0.28 | 0.26 | - | - | - | |
| 計(jì)算值 | 0.55 | 0.49 | 0.44 | 0.4 | 0.36 | 0.34 | 0.31 | - | - | - | ||
| 頻率(Hz) | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | - | - | - | ||
| 水平向 | 振幅比 (Ar/A0) | 實(shí)測值 | 0.63 | 0.52 | 0.37 | 0.27 | 0.16 | 0.13 | 0.11 | - | - | - |
| 計(jì)算值 | 0.57 | 0.51 | 0.46 | 0.43 | 0.4 | 0.37 | 0.35 | - | - | - | ||
| Ar頻率(Hz) | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
注：(1)A0為基礎(chǔ)上參考點(diǎn)的振幅，由實(shí)測得出。豎向振動(dòng)：振幅A0＝34.8(μm)，水平向振動(dòng)：沿東方向振幅A0＝498，沿南方向振幅A0＝275.07。
(2)表中標(biāo)“計(jì)算值”的數(shù)據(jù)為按文獻(xiàn)［1］中的衰減公式計(jì)算得到，其余為實(shí)測值。
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